用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法及制造复合橡胶隔振系统的方法及应用技术方案

本发明专利技术涉及一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法及制造复合橡胶隔振系统的方法及应用，将Pb

【技术实现步骤摘要】
用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法及制造复合橡胶隔振系统的方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法及制造复合橡胶隔振系统的方法及应用。

技术介绍

[0002]科学技术的不断进步、交通技术的不断发展，随之带来的震动能对建筑地基也有不利的影响，甚至影响了周边居民的正常生活，所以隔振材料就变得尤为重要，隔振材料被广泛的应用在交通设备、生产器具、建筑地基、家用电器、军事等领域的隔振减噪。但是传统的橡胶隔振技术已经不能满足现有的隔振目标，对于隔振材料提出了更高的要求，只有将隔振效果不断提高，才能满足对隔振材料的新要求。
[0003]压电陶瓷的正压电效应可以将部分机械能转化为电能的形式，将压电陶瓷和橡胶按一定配比得到的压电陶瓷橡胶复合材料，可以将部分震动能吸收，转化成电能，最后以热能的形式消散，达到更好的隔振效果；但是常规的固相反应法制造的压电陶瓷粉末还有很多缺点：(1)加工工期长，产量少，成本高，不能满足大规模施工。(2)常规固相反应法需要加入胶水，而在排胶环节中产生的废气会污染环境。(3)常规固相反应法中离心造粒环节的损耗率约为50％。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供了一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法，不需要添加胶水的同时也省略了排胶过程，降低了能源的损耗，缓解污染；制造复合橡胶隔振系统的方法，压电陶瓷橡胶复合材料隔振效果更好。
[0005]能够为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法，将Pb
0.74
Sr
x
Ba
0.26
‑
x
(Zr
54
Ti
46
)
0.99
(Sb
58
Nb
42
)
0.01
O3，其中x＝0.03
‑
0.08，加入0.2wt％CaCO3和0.05wt％CdCO3进行掺杂，再经过快速固相反应法制备压电陶瓷粉末。
[0006]进一步的，所述方法的具体步骤为：
[0007](1)配料：根据配方通过高精度电子天平称进行配料；
[0008](2)一次球磨：将原料加入到行星球磨机，行星球磨机启动在自转的同时也进行公转，锆球在旋转中不停发生碰撞，将原料研磨至10μm以下，使原料充分混合；
[0009](3)预烧：将一次球磨的原料烘干处理，将原料放置在预烧炉中，预烧温度设置在980℃
‑
1080℃，进行密封烧结，使原料粉末进行初步反应；
[0010](4)二次球磨：将原料粉末二次球磨采用湿法球磨，将原料粉末研磨至10μm以下，并使原料粉末充分混合；
[0011](5)成型：将二次球磨的原料粉末放置模具中，选择模具对应的压片机压制成型，压力采用1.5t/cm2，保压时间约为30s，形成饼状原料；
[0012](6)冷等静压：将饼状原料密封包装，放置在冷等静压机内，将液压设置在225MPa，逐级加压，设置一定的保压时间，并分级解压。
[0013](7)烧结：将饼状原料放置在烧炉内，烧结温度设置在1300℃
‑
1380℃。
[0014](8)破碎：将烧结制成的饼状原料破碎成粉状颗粒，形成压电陶瓷粉末。
[0015]进一步的，所述步骤(4)中的湿式行星球磨介质为去离子水。
[0016]一种利用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末制造复合橡胶隔振系统的方法，将压电陶瓷粉末和橡胶混合进行复合形成复合橡胶隔振带。
[0017]进一步的，所述方法的具体步骤为：
[0018](1)压电陶瓷粉末的制成：将原料根据配方匹配好，利用快速固相反应法制成压电陶瓷粉末。
[0019](2)压电陶瓷粉末和橡胶混合：压电陶瓷粉末与橡胶按照比列进行掺杂混合形成压电陶瓷橡胶复合材料。
[0020](3)压电陶瓷橡胶复合材料极化：将压电陶瓷橡胶复合材料进行极化，极化电场强度6kV/mm
‑
7.5kV/mm；极化时间取15min；极化温度取60℃
‑
80℃之间。
[0021]进一步的，所述步骤(2)中的压电陶瓷粉末和橡胶采用直接共混法，将压电陶瓷粉末和橡胶材料混合得到压电陶瓷橡胶复合材料。
[0022]进一步的，所述步骤(2)中的压电陶瓷和橡胶混合中，还包括促进剂2wt％、防老剂2wt％、偶联剂3wt％作为掺杂改性材料。
[0023]进一步的，所述压电陶瓷粉末含量采用40％
‑
60％。
[0024]一种复合橡胶隔振系统作为桩基工程隔振的应用，制造复合橡胶隔振系统的方法形成的压电陶瓷橡胶复合材料在桩基工程上的应用。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术中的利用快速固相反应法制造的压电陶瓷粉末与传统固相反应法制造的压电陶瓷相比,快速固相反应法不需要添加胶水，省略了排胶的过程，降低了能源的损耗，减少了环境污染。
[0027]2、本专利技术最终形成的是粉体压电陶瓷，降低了压片成型的要求，以及饼状原材料的致密性，所以减少了传统固相反应法的离心造粒环节，大大降低了材料的损耗率。
[0028]3、快速固相反应法比传统固相反应法简化了3道加工工艺，了22.2％的时间成本，降低了近46％的水电消耗，并且压电性能没有下降，提高了其经济效益。
[0029]4、快速固相反应法仅适用于不需成型的、用于压电复合材料掺杂的压电陶瓷粉体，如水泥基压电材料，聚合物基压电材料，橡胶基压电材料等。
[0030]5、通过压电陶瓷粉末和橡胶混合形成压电陶瓷橡胶复合材料，比传统的橡胶材料的隔振效果更好。
附图说明
[0031]图1为利用快速固相反应法制造复合陶瓷粉末仪器示意图；
[0032]图2为利用压电陶瓷快速固相反应法制造压电陶瓷橡胶复合材料流程示意图；
[0033]图3为压电陶瓷常规固相反应法和压电陶瓷快速固相反应法压电性能参数对比表；
[0034]图4为快速固相法制造压电陶瓷粉末性能参数表；
[0035]图5为主要设备明细表；
[0036]图6为原料明细表；
[0037]图7为压电陶瓷橡胶复合材料的示意图；
[0038]图8为利用压电陶瓷快速固相反应法制造复合橡胶隔振系统在四桩承台中的俯视图；
[0039]图9为利用压电陶瓷快速固相反应法制造复合橡胶隔振系统在四桩承台中的结构示意图。
[0040]附图标记：1、高精度电子天平称；2、球磨罐；3、行星球磨机；4、预烧炉；6、压片机；7、冷等静压机；8、液压槽；9、烧结炉；10、破碎机。
具体实施方式
[0041]为更进一步阐述本专利技术为实现预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法，其特征在于：将Pb
0.74
Sr
x
Ba
0.26
‑
x
(Zr
54
Ti
46
)
0.99
(Sb
58
Nb
42
)
0.01
O3，其中x＝0.03
‑
0.08，加入0.2wt％CaCO3和0.05wt％CdCO3进行掺杂，再经过快速固相反应法制备压电陶瓷粉末。2.根据权利要求1所述的一种用压电陶瓷快速固相反应法形成压电陶瓷粉末的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：(1)配料：根据配方通过高精度电子天平称进行配料；(2)一次球磨：将原料加入到行星球磨机，行星球磨机启动在自转的同时进行公转，锆球在旋转中不停发生碰撞，将原料研磨至10μm以下，使原料充分混合；(3)预烧：将一次球磨的原料烘干处理，将原料放置在预烧炉中，预烧温度设置在980℃
‑
1080℃，进行密封烧结，使原料粉末进行初步反应；(4)二次球磨：将原料粉末二次球磨采用湿法球磨，将原料粉末研磨至10μm以下，并使原料粉末充分混合；(5)成型：将二次球磨的原料粉末放置模具中，选择模具对应的压片机压制成型，压力采用1.5t/cm2，保压时间约为30s，形成饼状原料；(6)冷等静压：将饼状原料密封包装，放置在冷等静压机内，将液压设置在225MPa，逐级加压，设置一定的保压时间，并分级解压。(7)烧结：将饼状原料放置在烧结炉内，烧结温度设置在1300℃
‑
1380℃。(8)破碎：将烧结制成的饼状原料破碎成粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，赵杰，朱炜豪，叶剑可，刘志明，丁光亚，王航宇，戴鸣，吴秀勇，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：